水田作业联合收割机行走装置设计 姜威 刘天舒

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)计— _=;^r与制造设 l_ E J』

水田作业联合收割机行走装置设计口中国地质大学姜 威朱维才中国农业机械化科学研究院刘天舒本文结合 4 6 L 0型全喂入纵向轴流稻麦联合收割机长度 L 10c bL 02。带尺寸选择是适当的。: 8 m,/: .5履

(以下简称 4 6 L0型)行走装置设计来探讨适合水田作业的联合收割机行走装置的设计方法。1适合水田作业联合收割机橡胶履带的选择 .

2行走轮 .

( )重轮。采用 5组支重轮分布在履带接地面， 1支使履带的接地压力均匀，支重轮的直径要合适，径太大，直

() 1橡胶履带接地压力。履带的接地压力是影响机器对支重轮的布置不适，径太小 .会增加滚动阻力 .直则对

通过性能的主要因素 .由使用质量与接地面积所确定。:

橡胶履带而言 .支重轮的直径和履带的节距 t致应大保持下述比例：d/=15 30 0t .- .

G 2/6

( P) ka

式中 P _

接地压力

G——机器质量 ( g k) 6——履带宽度 (m) c——

支重轮之间的距离吉履带节距应保持一定的关与

系 .三专 t= .~ .,不能等于 2否侧履带板节会在即/L 1 28但 5,两个支重轮之间向上拱起和跳动很大 .从而降低了行走方面增加了滚动阻力。坏的是接地压力不均匀，陷更下

接地长度 (m) c

46 L 0型质量约 35 0k . 0 g粮箱容量约 6 0k .带宽时履带接地部分的平直度 .样一方面容易造成脱轨。 6 g履这另度为 4 m,地长度约 10e则在粮箱充满稻谷状态 5 e接 8 m,下的接地压力为：』 3 0+ 6 )(× 5 1 0= 6 k a (5 0 6 0/2 4× 8 ) 2 (P )一

增大。但支重轮间也不能靠得太近，否则会引起积泥挂草 .轮片之间至少应留有 3~ 0mm的间隙两 5 7对 46 L 0型，o2 0m, 9 m,￣ 2 5m,d= d= 0 m t 0m L= 3 m d t=

在粮箱未装稻谷的状态下的接地压力为：P 3 0/2 4 x 8 ) 2 (P ) -= 5 0( x 5 10= 2 k a

22,/= .6这样能使 dl与 L

支t合适的范围内。 . L直 t25, 2 o t/在 ( )带轮。托带轮的作用是装在履带上段的下方 . 2托

46 L 0型履带的接地压力在 2~ 6k a间 .虽然超 2 2 P之

过 2 P 0k a的控制要求 .但国内对日本与国产履带式水稻功用是托住履带，少上方履带的下垂，减减轻履带跳动，联合收割机进行田间实验的结果表明 .机器只要有足够并防止履带侧向滑落。由于驱动轮的轮齿卷动履带时有的离地间隙 ( 2 m)履带接地压力在 2 P> 5e, 5k a左右时，将履带沿驱动轮切线方向甩动的作用 .当履带离开驱动机具仍具有较好的通过性 .而地隙小的机器 .然接地压力轮时，虽这个作用将增加履带的下垂，了减小下垂，靠为在小于 2 P, 0k a反而通过性差。4 6 L 0型地隙较大，接地压力近驱动轮的地方安装一个托带轮。一般将自由下垂量最虽然略大，但其通过性能仍能符合要求，不会发生下陷。大的位置作为托带轮的安装位置

() 2行走装置的轨距。走装置的轨距 B除受割幅与行

( )向轮及其张紧装置导向轮的直径一般选得比 3导

机身宽度等条件的限制外，受履带接地长度的制约。根较大，以使导向轮的直径对履带节距的比值增大，履还可使据研究，/ 1~ . .向很好，/= .~ . .向带卷动均匀 .少冲击。 LB= . 1 0 2时转 LB 1 1 2 5时转 减

良好，/= . 1时， LB I . 5 7转向中等性能开始下降。4 6 L 0型

导向轮的张紧装置可根据底盘结构选择 .目前使用

轨距 B 15c= 2 m,履带的接地长度 L-8 m./= .4在较多的是通过调节螺杆的调整使导向轮前后移动 .这种 - 0c LB 1, 1 4

1~.间，+ 1 2 5之因此，计的轨距能保证转向性能良好。同结构方便履带拆装、设制造简单、操作方便、可靠性高。 时，距与机器总体横向稳定性有直接关系 .确定轨距轨在稳定性

( )角 O及后角 O。前角及后角值应根据不同的 4前 l。 l 积 .使压力和滑移降低 .并且还能提高机车的行驶平稳

值时，还需考虑与机器质心的相对位置 .保机器的横向使用要

求而定，减小这些角度，可以增加有效的接地面确 土壤力学试验表明，同样的接地压力 .带宽度与接性，少翘头和翘尾现象。但 O及 O履减 l l 的减小会降低机车地长度之间应有一个适当的比值。根据经验 ./ b L应在的爬坡越埂能力，般 O> r根据实验所得， 1一 l O, 1 2 O一般为 l

02 . . 04间较好，L 0型选用履带宽度 6 4 m.地 1。 3 o为的是增大接地长度，小接地比压当接地 5 0之 46=5c接 . .. 5 0减

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:下洲

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设计与制造

长度已满足接地比压要求时，可以增大，机器具有良力矩见表 2 使。好的过埂、坡及垮沟性能， 4 6爬在 L 0型中，增加至 3。 。 5。一

表 2驱动轮上的阻力力矩

般为 1 o2 o .~ .。驱动轮至支重轮的驱动段长度约等 0 53行走齿轮箱 .行走变速齿轮箱是水田作业收割机行走装置的核心() 2驱动力矩计算。液压马达发挥的扭矩 M:M马 . P×q×=』 5x

于履带节距的 23 26 .~ .倍过长易导致倒车时脱轨

部件 .计时 .设主要应遵循以下两条原则： () 1满足机器行走速度要求。根据不同挡位的行走速度要求 .在各挡位选择合理的传动比。4 6 L 0型行走速度分 3挡 .动路线如图 1传 所示 .传动比及行走速度如表 1示所

式中口—液压系统压力———

液压马达排量

总效率，一般取叼= . 09驱动轮的驱动扭矩轮M轮= 马×i2 7/

式中——行走变速箱减速比在驱动轮上 .只有当驱动轮的驱动扭矩克服驱动轮

()构紧凑合理 . 2结 走齿轮箱的结构要与整

可靠性高，于维护。行上的阻力矩时 .器才能在田问正常行走 .便机即要求： 机相匹配 .同时要使机器具有足够的离地间隙 .以

M轮≥. M xf式中 n—安全系数 (≥1— n )46 L 0型选用的无级变速器液压马达排量口 3 /,= 7mLr

便保证良好的通过性液压系统压力 P分为 4档 .一般系统压力 P一= 5MP;般 1 a 46 L 0型在行走齿轮箱两额定系统压力 P额=

1MP;较高系统压力 P较高 2 定 2 a=8端设有边减机构 .大了 MP;增 a撮高系统压力 P最= 1 a高 3 .MP; 5离地间隙 .能够在平均深图 1行走变速齿轮箱的传动路线

机器在不同挡位 .同系统压力下，动轮的驱动扭不驱

度 2 0mm的深泥脚田矩如表 3所示。 5

内顺利作业。

考虑 E间作业的T作条件 .证机器 T作的可靠性， t保表 3不同挡位和压力下的驱动扭矩值单位：N ( m)般系统压力额定系统压力较高系统压力最高系统压力

表 1传动比及行走速度传动比行走速度 (m h k/)

一

4无级液压驱动的选型计算 .

取安全系数= .。通过表 3可以看出，无级变速器在 11当一

( )动阻力计算。 1滚} j cg xm x f=

般系统压力 P般 1 a状态。路面及田间无明显下= 5MP

陷时 .器低挡、机中挡与高挡二作正常，机器在稻 E下 r当 t

~ 5c则式中：产-_滚动阻力系数，据实验，器在稻 E无陷 5 1 m时 .机器在高挡工作困难。当机器在稻田下根机 t陷 1~ 5c时。器在低挡、 6 2 m机中挡、挡均工作困难。当高明显下陷时取 01当下陷 5 1 m时取户 03当下陷 .,~ 5c _, 1 5c时取 05 6 2 m .m——

无级变速器在额定系统压力 P蛐= 1MP定 2 a状态时，在路面、 t地无明显下陷及在稻 E下陷 5 1 m时，器低 E间 t~ 5c机

整机质量 k g重力加速度 m s/2

挡、中挡与高挡工作正常，当机器在稻 E下陷 1— 5c t 6 2 m时 .器在中挡及高挡工作困难。当无级变速器在较高系机统压力 P较： 8MP高 2 a状态。面、 t路 E间无明显下陷及下陷

机器在稻田工作时的阻力矩M=F xR I

式中：R——驱动轮半径，= .2 R 018 m则每个驱动轮上的阻力矩：Mf M/2=

5 1 m时 .器低挡、~5c机中挡与高挡工作正常。当机器下陷 1~ 5c时 . 6 2 m机器在高挡工作困难。当无级变速器在最高系统压力 P最： 15MP高 3. a状态时。器在各种路面及 E间机 t

当机器在上述 3种田问状态作业时 .驱动轮上的阻状态都能正常工作。●

下

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